CN107707168A - 一种基于双电流观测器的永磁同步电机控制方法 - Google Patents
一种基于双电流观测器的永磁同步电机控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于双电流观测器的永磁同步电机控制方法，实现电机无编码器控制技术，首先建立永磁同步电机数学模型，接着设计两种电流观测器，从这两种电流观测器进而得到反电动势值，然后利用Lyapunov函数验证系统稳定性，最后通过仿真结果确定系统参数。设计电流观测器过程中采取了滑模变结构方法，有效提高了电流估计精度，双电流观测器大大降低了外在干扰的影响，实现电机速度和位置精确估计。由于机械式编码器在永磁同步电机中的使用，不仅增加成本，而且降低可靠性，所以本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于双电流观测器的永磁同步电机控制方法。
背景技术
永磁同步电机(PMSM)具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制，调速范围宽广、动态特性和效率都很高，而且无需激磁电流，提高了电机效率和功率密度，永磁同步电机已经成为伺服系统的主流之选，广泛应用于数控机床、工业机器人等领域。
随着微电子技术、微处理器、控制技术的发展，使得很多算法复杂的控制策略可以应用到电机控制中。目前针对交流电机数学模型的控制策略主要有转差频率控制、矢量控制、解耦控制、直接转矩控制等，而其中的矢量控制、直接转矩控制以其优良控制性能受到普遍关注。然而降低成本、提高性能一直是电机控制领域追求的目标，而编码器的使用无疑带来安装、维护、干扰以及增加成本等问题，因此无传感器技术成为重要的研究方向。目前无传感器技术主要存在干外在扰的问题，还处于理论探索阶段，还有一些理论问题未解决。
近年来，无传感器技术已成为一个重要研究方向，本发明对永磁同步电机的无传感器技术进行研究。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，为了提高永磁同步电机性能，降低成本，本发明提供一种基于双电流观测器的永磁同步电机控制方法。
步骤1：针对凸装子结构的永磁同步电机，建立数学模型，其在静止坐标系α,β中模型为
vα＝-ψfωrsin(θ) (3)
vβ＝-ψfωrcos(θ) (4)
其中iα,iβ分别为定子α,β轴的电流，uα,uβ分别为定子α,β轴的电压，vα,vβ为反电动势，R为定子电阻，L为定子电感，Tα,Tβ分别为定子α,β轴的电磁转矩，ψf为磁链，ωr、θ分别为转速和位置；
步骤2：考虑参数变化，设计电流观测器一为
反电动势势第一个估计值为
其中“^”表示观测量，fα,fβ表示系统输入控制，
由式(5)(6)及式(1)(2)得到误差方程为
其中“～”表示误差量，
滑模面取为：
由式(9)(10)得到等效控制
步骤3：为了进一步消除参数变化的影响，设计电流观测器二为
由式(13)(14)及式(1)(2)，可得到误差方程
令有
步骤4：综合步骤2和步骤3的两种电流观测器，可获得反电动势的第二个估计值为
其中Γ1,Γ2为常数；
步骤5：取速度观测器和扰动观测器
取fα，fβ为
其中γ1、γ2、γ3、γ4为常数；
步骤6：利用Lyapunov函数，验证系统稳定性；
步骤7：由MATLAB仿真结果，判断是否需要参数调整，若需要调整，返回步骤5。
综上所述，无论是直接转矩控制还是矢量控制，都需要编码器信号，然而机械式编码器在PMSM中的使用，不仅增加成本，而且降低可靠性。为了解决上述问题，本发明提出了基于双电流观测器的无传感器方法，双电流观测器大大降低了外在干扰的影响。设计电流观测器采取了滑模变结构方法，有效提高了电流估计精度，实现电机速度和位置精确估计。本方法实现简单，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明基于变结构滑模观测器的矢量控制原理图。
图2为本发明实施例速度观测器的仿真图。
图3为本发明实施例位置实际值与估计值。
图4为本发明实施例速度实际值与估计值。
图5为本发明实施例三相电流值。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地实施。
步骤1：针对凸装子结构的永磁同步电机，建立数学模型，其在静止坐标系α,β中模型为
vα＝-ψfωrsin(θ) (3)
vβ＝-ψfωrcos(θ) (4)
其中iα,iβ分别为定子α,β轴的电流，uα,uβ分别为定子α,β轴的电压，vα,vβ为反电动势，R为定子电阻，L为定子电感，Tα,Tβ分别为定子α,β轴的电磁转矩，ψf为磁链，ωr、θ分别为转速和位置；
步骤2：考虑参数变化，设计电流观测器一为
反电动势势第一个估计值为
其中“^”表示观测量，fα,fβ表示系统输入控制，
由式(5)(6)及式(1)(2)得到误差方程为
其中“～”表示误差量，
滑模面取为：
由式(9)(10)得到等效控制
步骤3：为了进一步消除参数变化的影响，设计电流观测器二为
由式(13)(14)及式(1)(2)，可得到误差方程
令有
步骤4：综合步骤2和步骤3的两种电流观测器，可获得反电动势的第二个估计值为
其中Γ1,Γ2为常数；
步骤5：取速度观测器和扰动观测器
取fα，fβ为
其中γ1、γ2、γ3、γ4为常数；
步骤6：利用Lyapunov函数，验证系统稳定性；
假设Lyapunov函数为
V＝V1+V2 (26)
其中γ1,γ2为正常数，对式(27)求导
考虑(9)～(12)、(19)(20)及(29)有
由式(26)(30)有
为了渐进稳定，即取
Γ1＝Γ2＝-1/L (33)
则式(32)变为
定义
假设由式(3)(4)(35)得到
由式(36)(37)，取
在(21)-(25)满足式(38)～(40)情况下，(34)可写为
得到系统渐进稳定，简化(39)(40)为
其中γ3、γ4为较小常数；
步骤7：由MATLAB仿真结果，判断是否需要参数调整，若需要调整，返回步骤5。
图1为本发明基于变结构滑模观测器的矢量控制原理图，ASR、ACR分别表示转速和电流控制器，I_PARK、PARK、CLARK表示坐标系变换，I_PARK是dq-αβ变换，PARK是αβ-dq变换，CLARK是abc-αβ变换。图2为本发明实施例速度观测器的仿真图。仿真所用的三相PMSM参数为：定子电阻R＝2.875Ω，电感Ld＝Lq＝8.5mH，永磁体磁通0.175Wb，转动惯量J＝0.8×10- 3kg·m2，极对数pn＝4，粘滞摩擦系数B＝0。转速ωr＝50rad/s时的仿真结果见图3～图5。图3、图4分别是ωr＝50rad/s时位置和速度实际值与估计值的波形，横坐标是时间，单位秒(s)，纵坐标是分别是位置和转速，位置单位弧度(rad)，转速单位是弧度/秒(rad/s)。图5是使用速度观测器三相电流ia、ib、ic的波形，横坐标是时间，单位秒(s)，纵坐标是电流，单位安培(A)。
综上所述，机械式编码器在PMSM中的使用，不仅增加成本，而且降低可靠性。为了解决上述问题，本发明提出了基于双电流观测器的无传感器方法，双电流观测器大大降低了外在干扰的影响。设计电流观测器采取了滑模变结构方法，有效提高了电流估计精度，实现电机速度和位置精确估计，实现方便，所以本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度应用价值。
Claims (1)
1.一种基于双电流观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤1：建立凸装子结构的永磁同步电机数学模型，其在静止坐标系α,β中模型为
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vα＝-ψfωrsin(θ) (3)
vβ＝-ψfωrcos(θ) (4)
其中iα,iβ分别为定子α,β轴的电流，uα,uβ分别为定子α,β轴的电压，vα,vβ为反电动势，R为定子电阻，L为定子电感，Tα,Tβ分别为定子α,β轴的电磁转矩，ψf为磁链，ωr、θ分别为转速和位置；
步骤2：考虑参数变化，设计电流观测器一为
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其中“^”表示观测量，fα,fβ表示系统输入控制，
由式(5)(6)及式(1)(2)得到误差方程为
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其中“～”表示误差量，
滑模面取为：
由式(9)(10)得到等效控制
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步骤4：综合步骤2和步骤3的两种电流观测器，可获得反电动势的第二个估计值为
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其中Γ1,Γ2为常数；
步骤5：取速度观测器和扰动观测器
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取fα，fβ为
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其中γ1、γ2、γ3、γ4为常数；
步骤6：利用Lyapunov函数，验证系统稳定性；
步骤7：由MATLAB仿真结果，判断是否需要参数调整，若需要调整，返回步骤5。
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|---|---|---|---|---|
| CN111025038A (zh) * | 2019-08-28 | 2020-04-17 | 湖南大学 | 一种电驱系统辐射电磁干扰预测方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130229135A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-05 | University Of Nebraska-Lincoln | Drive systems including sliding mode observers and methods of controlling the same |
| CN104135197A (zh) * | 2014-08-18 | 2014-11-05 | 济南大学 | 一种无传感器永磁同步电机调速控制策略 |
| CN104868814A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-08-26 | 北京动力机械研究所 | 凸极式永磁同步电机无位置传感器的控制方法及装置 |
| US10008966B2 (en) * | 2012-03-02 | 2018-06-26 | Deere & Company | Drive systems including sliding mode observers and methods of controlling the same |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130229135A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-05 | University Of Nebraska-Lincoln | Drive systems including sliding mode observers and methods of controlling the same |
| US10008966B2 (en) * | 2012-03-02 | 2018-06-26 | Deere & Company | Drive systems including sliding mode observers and methods of controlling the same |
| CN104135197A (zh) * | 2014-08-18 | 2014-11-05 | 济南大学 | 一种无传感器永磁同步电机调速控制策略 |
| CN104868814A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-08-26 | 北京动力机械研究所 | 凸极式永磁同步电机无位置传感器的控制方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUO SHUAI等: "Adaptive Dynamic Terminal Sliding Mode Control Method", 《2009 SECOND INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT COMPUTATION TECHNOLOGY AND AUTOMATION》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111025038A (zh) * | 2019-08-28 | 2020-04-17 | 湖南大学 | 一种电驱系统辐射电磁干扰预测方法及系统 |
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